Специалисты из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре обнаружили, что комары могут чувствовать людей по инфракрасному излучению от тепла тела. Они также узнали, где находится этот инфракрасный детектор и как он работает на морфологическом и биохимическом уровне, пишет Phys.org.
«Комар, которого мы изучаем, Aedes aegypti, исключительно искусен в поиске человеческих тел, — уточняет Николас ДеБобьен, ученый из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре в лаборатории профессора Крейга Монтелла. — Наша работа проливает свет на то, как он этого добивается».
Инфракрасное излучение от источника, температура которого примерно равна температуре человеческой кожи, в сочетании с CO₂ и человеческим запахом служит отличным сигналом для привлечения насекомых. Чтобы выяснить это, ученые провели эксперимент.
Исследователи поместили самок комаров в клетку и измерили их активность в двух зонах. Каждая зона подвергалась воздействию человеческих запахов и CO₂ в той же концентрации, которую выдыхает человек. Однако только в одной зоне был источник ИК-излучения. Барьер, отделявший источник от камеры, предотвращал теплообмен посредством проводимости и конвекции.
Добавление теплового ИК-излучения от источника с температурой 34 ℃ (примерная температура кожи) удвоило активность насекомых по поиску хозяина. Это делает инфракрасное излучение новым параметром, который комары используют для определения местонахождения будущей жертвы. Команда обнаружила, что этот параметр остается эффективным на расстоянии до 70 см.
Комары не могут чувствовать тепловое инфракрасное излучение так же, как они ощущают видимый свет. Энергия ИК слишком мала, чтобы активировать белки родопсина, которые обнаруживают видимый свет в глазах насекомых. Электромагнитное излучение с длиной волны более 700 нанометров не активирует родопсин, а ИК, генерируемый от тепла тела, составляет около 9300 нм. На самом деле, ни один известный белок не активируется излучением с такими длинными длинами волн. Но есть другой способ обнаружить ИК.
Рассмотрим тепло, излучаемое солнцем. Тепло преобразуется в ИК-излучение, которое распространяется через пустое пространство. Когда ИК-излучение достигает Земли, оно сталкивается с атомами в атмосфере, передавая энергию и нагревая планету. «У вас есть тепло, преобразованное в электромагнитные волны, которые снова преобразуются в тепло», — комментирует Монтелл. Он отметил, что ИК-излучение, исходящее от солнца, имеет другую длину волны, чем ИК-излучение, генерируемое теплом нашего тела, поскольку длина волны зависит от температуры источника.
Авторы исследования предположили, что тепло нашего тела, которое генерирует ИК, может затем воздействовать на определенные нейроны комара, активируя их путем нагревания. Это позволило бы комарам косвенно обнаруживать излучение. Впоследствии оказалось, что кончики усиков (антенн) комара с температурно-чувствительным белком TRPA1 на конце имеют нейроны, чувствительные к теплу. Удаление этих кончиков лишает комаров способности обнаруживать ИК.
Кончик каждой антенны имеет структуры типа «штырь в ямке», которые хорошо приспособлены для восприятия излучения. Ямка защищает штырь от кондуктивного и конвективного тепла, позволяя высоконаправленному ИК-излучению проникать в структуру и нагревать ее. Затем комар использует TRPA1 — по сути, температурный датчик — для обнаружения инфракрасного излучения.
Открытие ученых поможет улучшить методы подавления популяций комаров. Например, включение теплового ИК-излучения от источников, близких к температуре кожи, может сделать ловушки для комаров более эффективными. Результаты также помогают объяснить, почему свободная одежда особенно хороша для предотвращения укусов. Она не только не дает комарам достичь нашей кожи, но и позволяет ИК-излучению рассеиваться между нашей кожей и одеждой, так что комары не могут его обнаружить.
Ранее Xiaomi выпустила крутую антимоскитную лампу. В отличие от Bzigo Iris это устройство убьет комаров за вас. Подробнее о гаджете рассказано в другом материале Hi-Tech Mail.